電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃山明）作為一種基于光學原理進行測量的傳感器，光學傳感器主要通過感受光線并將其轉(zhuǎn)化為電信號來工作。其中，環(huán)境光傳感器（ALS）主要用于感應光照強度，用以調(diào)整手機、平板電腦等消費電子面板亮度、自動開啟汽車頭燈、調(diào)節(jié)顯示儀表盤亮度以及輔助安防監(jiān)控等場景，接近傳感器（PS）能將檢測對象的移動信息和存在信息轉(zhuǎn)換為電氣信號，常用紅外LED、VCSEL、EEL作為發(fā)光元件，并由感光元件接收返回的光信號進行分析確定物體的距離，二者可以搭配使用。

當前光學傳感器在汽車、工業(yè)、消費電子等領域均有廣泛應用，同時隨著AI技術的快速發(fā)展，傳感器有望向著AI傳感進化。



光學傳感器市場增長潛力巨大

在日常生活中，光學傳感器幾乎隨處可見。比如在智能手機中，隨著外部光線的明暗，依靠光學傳感器幫助手機自動調(diào)節(jié)屏幕亮度。在汽車的ADAS中，光學傳感器如激光雷達、攝像頭和紅外傳感器被用來支持車道保持輔助、自適應巡航控制、自動緊急剎車等功能。

工業(yè)制造中，光學傳感器可用于確保產(chǎn)品的尺寸、形狀、顏色等方面符合標準，工業(yè)機器人也能利用光學傳感器獲取視覺信息，以便執(zhí)行精確的任務，如拾取放置物品、焊接、噴漆等。

據(jù)Mordor Intelligence機構報告顯示，從2019年到2029年，全球光傳感器市場預計復合年增長率將達到9.1%。

而Fortune Business Insights數(shù)據(jù)則更為樂觀，其報告顯示，2023年全球光學傳感器市場規(guī)模為195.2億美元。預計該市場將從2024年的215.1億美元增長到2032年的512.1億美元，預測期內(nèi)復合年增長率為11.5%。

推動光傳感器市場的因素包括光傳感器功能在智能手機和平板電腦等消費電子產(chǎn)品中的日益普及。此外，汽車行業(yè)、智能家居和戶外照明的進步預計將推動光傳感器市場的增長。智慧城市的發(fā)展對傳感器的需求增加以及物聯(lián)網(wǎng)技術的激增預計也將推動光傳感器市場的增長。

如果按應用來分析，光學傳感分為距離測量、光檢測和3D測繪，其中距離測量領域預計在未來幾年將以更高的復合年增長率擴張。這些傳感器可以快速測量距離，從而實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)收集和分析，這對于動態(tài)環(huán)境和應用至關重要。

國產(chǎn)光學傳感器發(fā)展迅速

在全球市場中，歐美日企業(yè)目前仍然處于領先地位，如日本濱松光子學（Hamamatsu Photonics）產(chǎn)品廣泛應用于科研、醫(yī)療等高端領域；美國安森美為眾多智能手機等消費電子品牌的重要供應商；德國SICK在工業(yè)自動化光學傳感器領域有很高的知名度，其產(chǎn)品精度高、穩(wěn)定性強，在全球工業(yè)生產(chǎn)線中廣泛應用。

在汽車電子中，美國的安波福、德國的博世等，為汽車自動駕駛系統(tǒng)提供高精度的光學傳感器。此外還有如ST、TI、羅姆、ADI、Vishay等，依靠強大的技術實力，在全球光學傳感器領域中占有重要份額。

而近幾年，國內(nèi)企業(yè)發(fā)展迅速，開始逐步搶占市場份額。以美芯晟為例，作為國內(nèi)領先的模擬及數(shù)?；旌闲酒O計企業(yè)之一，在光學傳感器領域，美芯晟憑借自身強大綜合實力，自主研發(fā)多項核心技術，成功構建了全面產(chǎn)品線，并進一步沿著集成化、智能化、微型化和自適應、低功耗的技術路徑進行更新升級。

同時，美芯晟加速推進“電源管理+信號鏈”雙驅(qū)動戰(zhàn)略落地，并在光學傳感器領域競爭力持續(xù)提升。隨著光學傳感產(chǎn)品線的不斷突破，美芯晟的產(chǎn)品布局不斷完善，光學傳感器作為公司近年來增速最快的業(yè)務，加速發(fā)力成為新的增長曲線。

當前，美芯晟的光學傳感器產(chǎn)品陣容已涵蓋環(huán)境光檢測、接近探測、色溫分析、閃爍光檢測、光學表冠、激光測距及健康監(jiān)測等七大系列傳感器芯片，并在智能手機、智能手表、TWS耳機以及掃地機器人、AR眼鏡、無人機等多個領域展開應用。

技術上，美芯晟研發(fā)團隊結合現(xiàn)有的低功耗處理算法和數(shù)模結合的降噪技術，通過自研的光電工藝和鍍膜技術，在高靈敏度、高精度、寬動態(tài)范圍等核心技術領域取得較大突破。

比如在手機領域，美芯晟憑借持續(xù)創(chuàng)新，開發(fā)了閃爍光傳感器、激光測距傳感器、屏下色溫和接近傳感器以及窄縫環(huán)境光和接近傳感器四個產(chǎn)品系列，已覆蓋后置攝像頭應用、OLED屏幕應用、LCD屏幕應用等在內(nèi)的多樣化場景，并接連進入多個國內(nèi)外知名手機品牌客戶。

值得一提的是在智能手表領域，美芯晟布局了光學表冠傳感器、環(huán)境光傳感器以及健康監(jiān)測傳感器三大產(chǎn)品系列。其中光學表冠傳感器是業(yè)內(nèi)首款同時集成旋轉(zhuǎn)檢測和按鍵檢測功能的光學追蹤傳感器，集成超高速圖像傳感器、運動圖像處理算法、VCSEL驅(qū)動、按鍵識別等模塊，具有收發(fā)一體、高集成度，高精度、超低功耗，便捷產(chǎn)測，功能豐富等特點。


這款傳感器主要為智能手表、VR頭顯、AR眼鏡、頭戴耳機、移動相機等智能設備提供旋鈕的旋轉(zhuǎn)角度和按鍵檢測，并在智能家居領域，為智能旋鈕提供切換菜單、調(diào)節(jié)溫度和亮度等應用功能，為用戶帶來更便捷的操作體驗，提升設備交互性能。

布局DTOF與邁向智能傳感

光學測距是光學傳感器中非常重要的一項技術，它在多個領域有著廣泛的應用。DTOF便是其中常用的一種，原理是通過向被測物體發(fā)射光脈沖，然后測量反射光脈沖和發(fā)射光脈沖之間的時間間隔，從而計算出目標物體的距離。

因此DTOF具備精度高、響應速度快、抗干擾能力強、測量范圍廣、功耗低、集成度高等特點，由于DTOF技術在多領域重要性和應用潛力凸顯，美芯晟推出全集成DTOF傳感器MT3801，并正在多元化布局ToF技術與產(chǎn)品，全面開發(fā)面向可穿戴設備、低空經(jīng)濟設備、車載ADAS、機器人等領域的ToF產(chǎn)品矩陣。

從產(chǎn)品規(guī)格來看，MT3801擁有全集成模組，含光源、濾光片等，OLGA12封裝，尺寸小，集成度高，提升EMI特性和抗陽光性，滿足精細化調(diào)試需求。內(nèi)置M0內(nèi)核支持算法開發(fā)調(diào)優(yōu)；精確測距，0.02m-5.00m誤差< 4%；集成溫度傳感器實時補償；芯片接口電壓兼容性好。

同時，該芯片支持多種低電壓，待機、測距、工作模式下電流低，滿足低功耗產(chǎn)品需求。能夠直接測量單光子飛行時間，幀率高，測距誤差小，溫度補償保證準確性，符合智能感測領域要求。具備適應多種復雜應用環(huán)境的能力，并能滿足對測距精度要求嚴苛的產(chǎn)品需求。


該款產(chǎn)品可用于手機/Pad及其配件、掃地機、智能家居家電和工業(yè)控制領域，為眾多智能設備的距離測量和環(huán)境感知等功能提供支持。

此外，針對低空領域，美芯晟最新推出的激光測距DTOF傳感器適用于無人機的天花板與地面檢測，以及降落引導等應用，可幫助無人機精準定高、避障和防撞。該公司透露，將持續(xù)關注行業(yè)動向，充分發(fā)揮在激光和光學技術優(yōu)勢，積極拓展新市場領域。

有意思的是，結合目前美芯晟所發(fā)布產(chǎn)品的路徑可以看到，其下一步布局正朝著AI sensor（智能傳感）邁進。DTOF本身作為一種先進的3D成像技術，可以為AI應用提供高質(zhì)量的空間感知數(shù)據(jù)，這對于AR、VR、機器人導航等領域至關重要。

隨著AI技術的快速發(fā)展，傳感器在高能效比、低延時高速率、高精度高動態(tài)范圍、多模式復用等性能方面的需求變得更為嚴苛。公司緊跟AI技術發(fā)展趨勢和市場需求，針對AR/VR、AI手機、智能機器人以及ADAS智駕等領域，正積極地規(guī)劃和布局AI傳感器技術和產(chǎn)品，包括對像素級感算一體技術、多模式復用感知技術以及動態(tài)可重構感測陣列等關鍵技術的開發(fā)和產(chǎn)品研發(fā)。

美芯晟一直強調(diào)其多元化的研發(fā)策略，致力于通過擴展產(chǎn)品線來更精準地契合市場需求和技術潮流。面對AI技術日益深入消費電子產(chǎn)品和服務領域的趨勢，美芯晟積極把握這一變革機遇，將AI集成視為強化產(chǎn)品組合和提升用戶體驗的關鍵方向。

具體而言，美芯晟正加大力度，投入產(chǎn)業(yè)新領域，探索AI技術與現(xiàn)有及新產(chǎn)品線的深度融合，旨在推出更具智能化、高效能的解決方案。此舉不僅反映了公司對技術創(chuàng)新的承諾，也彰顯了其在快速變化的技術環(huán)境中保持競爭優(yōu)勢的決心。通過不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，美芯晟力求為客戶提供更加智能、便捷的產(chǎn)品和服務，從而鞏固其在市場中的領先地位。

小結

隨著AI技術的爆發(fā)，以及汽車、工業(yè)、消費電子的穩(wěn)步增長，傳感器的重要性在不斷增加。國內(nèi)外企業(yè)都在加大研發(fā)投入，追求更高精度、更快響應速度、更低功耗等性能的提升。未來，也期待著如美芯晟等國內(nèi)傳感器企業(yè)，在AI sensor領域中大放異彩，為國產(chǎn)高端傳感器的發(fā)展添磚加瓦。